Hvilke faktorer påvirker svovlsyreopløselighed?
Vitriololie, bedre kendt som svovlsyre, består af de tre elementer hydrogen (H), svovl (S) og ilt (O) og besidder den kemiske formel H2SO4. Dette er en af de mest kraftfulde syrer, der er kendt. Det er også et farligt dehydratiseringsmiddel, der opløses hurtigt i vand og i alle størrelsesforhold. Opløselighed af svovlsyre i vand er så energisk foretrukket, at det endda kan resultere i livsskade eller lem. Faktorer, der bidrager til dets store opløselighed i vand inkluderer dets høje polaritet, lethed af ionisering, stabilisering gennem brintbinding og symmetrien i dets anion.
Som en generel regel angiver "som opløses som" vand, et stærkt polært opløsningsmiddel, opløses andre polære stoffer. Polaritet har et tæt forhold til et stofs dielektriske konstant, et materiales ladningshåndteringsevne. Den dielektriske konstant på 100 procent svovlsyre er ca. 100, hvilket er højere end vandet, ca. 80. Denne konstante definerer den grad af ladningsreduktion, som et stof er i stand til at gøre mod en partikel, der er fuldstændig indeholdt deri. Opløselighed af svovlsyre er klart, foretrukket energisk ved denne fremgangsmåde.
Ionisering i svovlsyre er så stærk, det kan gøre det for sig selv, processen kaldes auto-protolyse. Mekanisk er reaktionen 2 H 2 SO 4 → H 3 + SO 4 + HSO 4 - . Da ionisering er opdeling af et stof i dets ladede bestanddele - en del af opløsningen - er opløseligheden af svovlsyre ikke kun fuldstændig i vand, den er hurtig. Selve H3 + SO 4- ioniseringen yderligere.
Hydrogenbinding er en række "svage" bindinger, der forekommer mellem elektropositive hydrogenatomer og specifikke elektronegative atomer, herunder ilt, nitrogen og fluor. Svovlsyre's negative ion eller anion indeholder et svovlatom bundet til fire oxygenatomer. Strukturen har således rigelig evne til at danne stærke og flere brintbindinger. Denne form for binding tilføjer øget stabilitet til anionerne, og når den først er dannet, påvirker den rekombination af ioner. Processen er energisk stærkt ugunstig, hvilket giver endnu en yderligere faktor, der garanterer svovlsyreopløselighed.
Anionen af fuldstændigt ioniseret svovlsyre er SO 4 −2 . Denne ion er meget symmetrisk, de to ladningselektroner kan let opholde sig på et af de fire oxygenatomer ved omkredsen. Denne resonansstabilitet falder yderligere tendensen til ionrekombination og er en del af svovlsyreopløselighedspakken. Størrelsen på denne allerede store anion forøges kraftigt af omgivende vandmolekyler, der bringer hydrogen til den. Dette spreder den beskedne negative ladning over det meget større ydre overfladeareal af den hydratiserede anion og kan sammenlignes med hydratiseringsprocessen og hydrolysen af positive metalkationer.